光纤光栅Bragg波长的高斯曲线拟合求法

利用最小二乘法对观测的数据进行曲线拟合,由于保证了离差平方和取得最小,因此少数数据点的干扰对拟合曲线的参数影响不大,各参数值的大小主要取决于整体观测值。将得到的FBG反射谱采样值,采用高斯曲线拟合的方法进行回归分析,通过拟合得到的高斯函数参数值来获得相应Bragg波长值,降低了光噪声对光纤Bragg光栅中心波长测量的影响。

精密离心机加速度载荷模型研究

分析地球自转及地球引力对精密离心机上加速度计实际承受载荷的影响,得到加速度载荷中的地球自转修正量和地球引力修正量。在此基础上,将静止状态下被测加速度计工作轴向为本地重力加速度方向时的输出值作为基准值,调整转台转速使得旋转状态下加速度计输出值等于基准值,然后用修正的加速度载荷公式计算此状态下的工作半径,并将其作为半径基准对其他旋转状态下的动态工作半径进行测量,进而获得一个与静态工作半径和方位失准角无关的加速度载荷模型。该模型可消除由于加速度计质心位置无法精确定位所带来的静态工作半径和方位失准角测量误差问题,有效提高精密离心机的加速度载荷给定精度。

窄间隙条件下基于光纤Bragg光栅的曲面位移测量

在充分利用光纤Bragg光栅既是敏感元件又是传光元件这一特点的基础上,提出一种在曲面空间间隙小于1 mm的窄间隙条件下,测量两曲面间相对位移的方法。设计一种矩形弹片式传感探头,利用其挠度与应变之间存在的对应关系,通过应变对光栅Bragg波长的调制,获得光栅Bragg波长偏移量与曲面位移之间的线性关系。通过双光纤光栅的应变差动成功消除了光纤Bragg光栅存在的温度干扰问题。结果表明,当曲面相对位移量在0.35～0.85 mm范围内时,测量系统的灵敏度达2.54 nm/mm,线性度优于1%。

基于相关分析的光纤光栅Bragg波长偏移值测量

在分析光噪声对光纤光栅Bragg波长偏移量测量影响机理的基础上,利用数字信号处理技术中信号的互相关分析对信号噪声的抑制及其在信号时延长度测量中的应用,将光纤Bragg光栅反射功率谱序列等效为信号的一个时间抽样序列,在较强噪声条件下,对基于光纤Bragg光栅的测力传感探头受拉后Bragg波长的偏移量,使用相关分析的方法进行了测量;结果显示,该方法将光纤光栅Bragg波长偏移值的测量波动最大差值由一般方法的90pm降低到了28pm,有效减小了由噪声引起的Bragg波长偏移值的测量误差。

LCL型IPT系统广义状态空间平均法建模与分析

针对LCL型IPT系统的高阶非线性特性,采用广义状态空间平均法(GSSA)基于频域分解的建模思想,将时域非线性的IPT系统模型通过傅里叶级数分解描述成了频域线性的广义状态空间模型,对GSSA模型求解后,再将频域信号还原得到时域原始信号。给出了系统参数的配置方法,配置了满足系统谐振条件的仿真参数,利用系统的GSSA模型进行的仿真结果与在SIMULINK中搭建的拓扑模型的仿真结果一致。在LCL型IPT系统GSSA模型的基础上,得出了系统传输功率和效率的表达式,分析了负载与互感变化对系统性能的影响。

压电传感器信号调理及输出芯片设计

为了提高压电传感器测量系统的集成度,采用1μm高压双极—互补金属氧化物半导体—双重扩散金属氧化物半导体(BCD)工艺,设计了一种适用于压电传感器的信号调理及输出芯片。集成了电压放大型阻抗变换电路、可调增益放大电路、二线制电流输出电路。仿真结果表明:芯片具有输入阻抗高,单位增益带宽大,总增益可调范围广等特点,在12~24 V宽供电范围下可正常工作,耗电仅为3.1 m A。

迭代学习控制在配料控制系统中的应用

针对某水泥厂原有的配料控制器存在的配比不准、精度不高和稳定性差等方面的不足,着重论述了称量配料过程中的精度控制,通过分析动态称量配料过程的物理机理,建立了动态称量配料过程的数学模型并进行了定性分析,并利用迭代学习的控制算法对水泥配料控制器进行了改进,对控制算法进行了详细的介绍,结果表明,该控制方法较传统控制方法在控制精度上有了明显提高。

Delphi平台下的1553B总线卡通信应用技术研究

介绍一种基于Delphi平台的PCI-1553B总线卡接口通信应用技术,主要包括Delphi下1553B总线周期消息、非周期消息定义、消息传输故障重试、消息数据的中断采集、消息数据的动态更新以及总线消息的传输监控记录等编程技术。并基于1553B总线卡和Delphi平台设计了一套电控模拟器通信系统,验证了1553B总线的BC->RT通信和RT->BC通信以及BM总线监控功能。实践表明,利用Delphi开发1553B总线通信应用技术以及Delphi对数据库技术的完美支持,与其他开发语言相比,该技术可快速建立完善的1553B总线通信测试系统。

LCL谐振型感应电能传输系统参数设计

LCL型谐振变换器已经广泛应用于感应电能传输(IPT)系统中,但目前的研究并没有针对LCL型IPT系统参数设计问题提出有效的方法,以获得预期的性能。对此建立了LCL型IPT系统的互感耦合模型,在此基础上将三阶LCL谐振网络分解为四阶LC-LC谐振网络,提出了一种分步求解谐振网络补偿参数的方法,简化了系统的参数设计难度,针对给定的预期性能设计了系统参数。推导了系统传输功率和效率的表达式,最后通过仿真验证了理论分析的正确性。

基于砝码加载恒压供油装置的机油控制阀性能测试台的设计

进行了机油控制阀性能测试台的设计。采用基于砝码加载的恒压供油装置实现了全程恒压供油;用程控PWM电源激励机油控制阀,实现了对机油控制阀0.05~1.05 A的电流扫描;实时检测机油控制阀的电流、流量、压力,获得电流-流量测试曲线、压力曲线,从曲线上提取特征物理量;采用基于数据采集卡的硬件实施方案,采用图形编程语言Lab VIEW编写设计程序,实现了测试过程的自动化。

汽轮机汽封找中测试系统的设计

通过对汽封找中仪系统工作过程的分析,提出了利用测量探头、测量架、位移传感器、变换器、数据采集、单片机、数据显示和打印等组成测控系统来完成联轴器的找中心,较详细地介绍了测控系统的测试原理、硬件结构和软件流程,文章的最后给出了测试结果;实践表明,该系统在功能、性能和控制精度上达到或接近国外同类产品的先进水平,投入运行后取得了良好的经济效益。

声弹性螺栓应力测量影响因素

为了分析声弹性法螺栓应力测量中的影响因素,从固体质点声弹性理论入手,在模型中加入质点受力形变因素,建立质点时差法应力测量模型;针对螺栓结构建立不同轴向预紧力下应力分布,获得超声传播路径上的应力分布表达式,建立不均匀应力下的螺栓声弹性测量模型;设计应力不均匀区占超声路径比例不同的实验,采用基于ZnO压电薄膜的方式激发超声,压电薄膜溅射于螺栓表面,避免使用超声耦合层引入的测量误差,得到应力不均匀区与测试误差的关系;进行螺栓反复拉伸后声弹性测量的重复性实验,验证材料性质与螺栓应力测量的关系。研究结果表明,超声时差与应力呈线性关系;声弹性系数由螺栓的弹性模量、泊松比以及螺栓长度决定;不同应力非均匀区占比的螺栓应力测量误差相同,初始误差小于2%;螺栓反复拉伸后,声弹性螺栓应力测量误差变大;应力分布不会产生测量误差,测量误差来源于材料的非均匀性;经过拉伸后的螺栓,材料中的缺陷和错位增大,增强高频超声的散射,引起应力测量误差变大。

NiCuZn-Sr(Nb_(0.5)Al_(0.5))_(0.1)Ti_(0.9)O_(3)磁介复合陶瓷材料的磁介性能研究

现代移动通信技术的高速发展对各类电子设备的小型化、多功能化提出了新的要求。开发性能优良的新型磁介复合材料成为元器件小型化的解决方案之一。本工作采用固相烧结法分别合成了NiCuZn铁氧体材料以及Sr(Nb_(0.5)Al_(0.5))_(0.1)Ti_(0.9)O_(3)介电材料,然后将两者按照一定比例复合,研究了不同铁氧体/介电相含量对磁介复合陶瓷材料磁性能与介电性能的影响,并对其微观形貌与相结构进行了探究。研究结果表明,当铁氧体含量在0.7~0.8时,复合材料致密性最好,磁性能与介电性能较为优良。

基于相关运算的声弹性法螺栓预紧力测量

为了在低压激励条件下,利用声弹性准确测量螺栓预紧力,提出采用基于相关运算的信号处理方法。该方法通过比较发射波在接收波中最相似位置获得超声传播时间,从而测量预紧力;相关运算对噪声具有抑制能力,可以实现低信噪比下的传输时间测量,结合内插可提高时间测量分辨力;选择线性调频脉冲作为发射波,开展不同电压激励下的声弹性螺栓预紧力测试。确定了超声传播时间的最大误差不超过±2.9%。测试结果表明:该方法能够实现低压激励条件下超声传播时间的准确测量,结合内插法可以提高时间测量的分辨力。

多层板缺陷的超声Lamb波检测

针对多层板中缺陷的超声Lamb波检测,计算并分析了钢板-铝板-铜板多层结构的频散曲线以及位移波结构,提出了一种多层板结构中缺陷的检测方法,并进行了数值验证。数值计算表明,采用0.2 MHz的低频Lamb波检测时,多层板中各板层缺陷均产生反射信号;采用1 MHz的高频Lamb波A0模态检测时,只有铜板层中的缺陷产生反射信号,采用S0模态检测时,只有钢板层中的缺陷产生反射信号。因此,根据对多层板频散曲线和波结构的分析结果,可以选择频率与模态合适的Lamb波来实现对多层板中特定板层缺陷的检测。

捕捉核电泄漏之声

现实世界中,除了人们能够用耳朵听到的各种声音之外,还存在许多要用精密测量仪器才能捕捉到的声音。比如核电管道发生微小泄漏时,管道中的流体于泄漏处形成的多相湍射流作用在管壁上产生的微弱声波,就需要运用声发射传感器检测,以便及时发现管道泄漏点,并通过对泄漏信号的能量反演获取裂纹尺寸信息,最终达到实时监测管道健康状态的目的。

晶体结构对螺栓声弹性应力测量的影响研究

以45#中碳钢为对象,通过不同的热处理工艺加工3种不同晶体结构的实验样品,分析不同晶体结构超声纵波和横波的声弹性效应。试验结果表明螺栓应力测量超声纵波灵敏度优于横波,材料晶体结构对声弹性的线性度以及重复性影响较大,并可通过增加应力强化循环次数进行改善,在制备的3种晶体材料中,以马氏体为主的中碳钢材料最适合于声弹性应力测试。